Cụm giá than phải nghiên cứu chế tạo 2 chi tiết khó đó là “gá thanh gá hộp than” làm bằng nhựa cách điện cách điện ba kê lít và hộp than.
3.4.1 Gá thanh giá hộp than là chi tiết đ−ợc ép nhựa. Trong mỗi sản phẩm máy điện một chiều số l−ợng thanh gá hộp than không nhiều (động cơ 200kW chỉ có 4 hộp), nh−ng để chế tạo đ−ợc hình dáng phức tạp của hộp (hình 34) chỉ có một ph−ơng án công nghệ duy nhất là ép nhựa. Thanh giá hộp than đ−ợc ép từ nhựa bakelit vừa có độ bền cơ vừa đảm bảo độ bền cách điện.
Hình 34. Gá thanh giá hộp than
3.4.2 Công nghệ chế tạo cụm hộp than.
Cụm hộp than đ−ợc lắp từ 10 chi tiết rời với 8 loại chi tiết khác nhau. Trong cụm hộp than có 3 chi tiết phải nghiên cứu chế tạo.
Hộp than
Trong động cơ 200kW có 12 hộp than, đ−ợc chế tạo từ đồng thau. Hộp than là chi tiết dùng để giữ viên than, đấu dây than, và định vị viên than khi làm việc. Hộp than máy điện một chiều đ−ợc các n−ớc ngoài chế tạo với 2 ph−ơng án công nghệ là đúc và tán ghép. Với sản l−ợng không nhiều đề tài đ−a ra ph−ơng án chế tạo hộp than theo ph−ơng pháp hàn ghép.
Hộp than động cơ 200kW đ−ợc hàn ghép từ 4 chi tiết. Các tấm phôi đồng đ−ợc pha cắt, gia công các cạnh và uốn- ép hình dạng theo thiết kế. Để uốn hoặc ép các phôi có đ−ợc hình dạng kích th−ớc đều nhau phải thiết kế chế tạo các khuôn gá cho từng loại. Hộp chứa than sau khi uốn đ−ợc hàn thành hộp có các mặt song song và vuông góc với nhau, sau đó gia công xén mặt đạt chiều cao theo yêu cầu. Lòng trong của hộp than để đủ l−ợng d− gia công.
Các chi tiết của hộp than đ−ợc hàn với nhau bằng mối hàn đồng với thiết bị là máy hàn TIG.
Hộp than sau hàn đ−ợc phay các răng c−a với b−ớc răng 2,1mm, đ−ợc lấy dấu và khoan các lỗ ô van, lỗ Φ3, Φ6, ta rô lỗ M8.
Hộp than đ−ợc gia công nguội bề mặt lắp than đạt kích th−ớc thiết kế.
Sau khi kiểm tra kích th−ớc, độ vuông góc, độ song của hộp than, kiểm tra mối hàn, hộp than đ−ợc mạ ni ken.
Lò xo kéo
Để có áp lực kéo mỏ cò tạo nên áp lực tỳ viên than lên cổ góp đạt 200-250 G/cm2, lò xo kéo (hình 35) đ−ợc tính toán chiều dài làm việc, đ−ờng kính dây thép lò xo, đ−ờng kính lò xo, số vòng và b−ớc của lò xo với thiết kế riêng biệt số l−ợng ít (động cơ 200kW có 12 lò xo). Do vậy lò xo kéo phải đ−ợc cơ sở tự chế tạo.
Dùng thép lò xo (thép 65Γ) quấn vào lõi đ−ợc chế tạo theo đ−ờng kính trong của lò xo (Φ9). Số vòng quấn thừa ra 2 vòng. Hai vòng ngoài đ−ợc bẻ thành 2 móc kéo. Lò xo đ−ợc nhiệt luyện đạt độ cứng yêu cầu.
Lò xo đ−ợc kiểm tra lực kéo theo tính toán, khi kéo với lực P1 thì b−ớc của vòng lò xo phải đạt kích th−ớc t1, khi đ−ợc kéo với lực kéo P2 thì b−ớc của vòng quấn phải là t2 ( P1, P2, t1, t2, đ−ợc tính toán khi thiết kế lò xo). Để kiểm tra khả năng đàn hồi của lò xo, phải treo vào lò xo một trọng l−ợng theo quy định, sau một thời gian quy định khi tháo bỏ tải trọng các vòng của lò xo phải trở về vị trí ban đầu (vòng lò xo nằm sát vào nhau).
Mỏ ép than.
Mỏ ép than còn đ−ợc gọi là “mỏ cò”. Mỏ cò th−ờng đ−ợc chế tạo từ đồng vàng λ62 hoặc thép tấm CT3. Yêu cầu của chi tiết là cứng vững và không rỉ. Khi chế tạo bằng thép CT3 mỏ cò đ−ợc mạ ni ken.
Từ hình dáng khai triển của mỏ cò ta cắt d−ỡng và dùng d−ỡng để lấy dấu pha cắt và gia công đ−ờng bao tấm phôi của mỏ cò. Với sản l−ợng lớn tấm phôi khai triển của mỏ cò đ−ợc chế tạo bằng ph−ơng pháp dập cắt. Nh−ng với số l−ợng 12 cái nh− của động cơ 200kW ph−ơng pháp chế tạo thủ công là phù hợp nhằm giảm chi phí chế tạo khuôn gá.
Tấm phôi đ−ợc gia công các lỗ và uốn theo 2 b−ớc: B−ớc 1 uốn thành hình chữ U, sau đó uốn mỏ. Để kích th−ớc nhận đ−ợc sau khi uốn chính xác, đồng đều mỏ cò đ−ợc uốn theo gá. Hai gá đ−ợc thiết kế theo 2 b−ớc công nghệ đã nêu.
Mỏ cò của động cơ 200kW đ−ợc chế tạo từ thép CT3 nên sau khi uốn định hình, mỏ cò đ−ợc mạ ni ken để chống rỉ.
Lắp cụm hộp than :
Sau khi chế tạo các chi tiết rời ta tiến hành lắp ráp các chi tiết thành cụm hộp than. Lò xo và mỏ cò đ−ợc giữ vào hộp than bằng các chốt tán và đinh tán chỏm cầu. Hai chốt tán mỏ cò đ−ợc thiết kế thành bậc, chiều dài của bậc này đ−ợc tính để khi tán vào thành hộp than mỏ cò vẫn xoay đ−ợc nhẹ nhàng quanh 2 chốt tán nh−ng không rơ ngang làm ảnh h−ởng đến lực tỳ lên viên than.
Hao móc của lò xo kéo đ−ợc bắt vào đinh tán và lỗ ô van trên mỏ cò. Bắt các bu lông M8, vòng đệm bằng đồng λ62 vào phía cạnh hộp.
3.4.3 Kiểm tra cụm hộp than
Kiểm tra vị trí mỏ cò:
Mỏ cò phải nằm cân tâm hộp than, mỏ ép than phải tỳ vào đúng vị trí tâm viên than và trùng tâm với h−ớng di chuyển viên than trong hộp. Mỏ cò xoay đ−ợc nhẹ nhàng nh−ng không lỏng, không rơ.
Kiểm tra lực tổng hợp P của lò xo tỳ lên than.
Dùng cân lực để trực tiếp cân lực P. Lực P đ−ợc tính nh− sau : P = p.F , kG
Trong đó p là áp lực lên viên than p = 200 ữ250 G/cm2 F là tiết diện của viên than (cm2)
F = 2,5x5,0 = 12,5cm2 P = ( 200 ữ250) x 12,5 = 2500 ữ3125 G (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.5 Lắp ráp máy điện một chiều
Quá trình lắp ráp máy điện một chiều không tạo ra chi tiết mới mà chỉ là quá trình lắp ghép các cụm chi tiết và các chi tiết rời thành sản phẩm. Lắp ráp ảnh h−ởng rất nhiều đến chất l−ợng của máy. Lắp ráp không đúng có thể làm hỏng các chi tiết, cụm chi tiết đặc biệt là các cuộn dây, phần ứng, vai trục, ổ bi, than, cổ góp.v.v. Do vậy quá trình lắp ráp phải tuân thủ nghiêm ngặt các b−ớc công nghệ và sử dụng đúng các đồ gá.
Quan trọng nhất là b−ớc công nghệ lắp ráp phần ứng vào thân, lắp cụm ổ bi, lắp cụm giá than, lắp các cực từ và đấu dây ra l−ới .v.v.
a. Lắp ráp ổ bi lên trục
Động cơ 200kW đ−ợc lắp 2 ổ bi đũa. Ca bi trong đ−ợc lắp cố định trên trục. Sau khi kiểm tra lại dung sai kích th−ớc lắp bi trên trục mới đ−ợc tiến hành chuẩn bị lắp ổ bi. Dung sai kích th−ớc vai bi trên trục phải nằm trong giới hạn cho phép để ca bi trong quá trình làm việc không quay, không xê dịch vì quá lỏng và cũng không bị biến dạng vì kích th−ớc trục lớn hơn dung sai cho phép.
Tr−ớc khi lắp vào trục ta tháo ca bi trong làm sạch dầu mỡ. Để khi ép vào trục với chế độ lắp có độ dôi mà không làm x−ớc, ca bi đ−ợc gia nhiệt đến ∼100oC bằng cách luộc trong dầu hoặc bằng thiết bị gia nhiệt cảm ứng. Khi nóng đ−ờng kính ca bi sẽ giãn nở ra. Ca bi chỉ cần đẩy nhẹ nhàng là vào vị trí trên trục. Ca bi phải lắp đúng chiều. Trục đ−ợc lắp ca bi phải để nguội mới đ−ợc tiến hành lắp ráp các b−ớc sau.
b. Lắp ráp hai nắp.
Lắp ráp cụm ổ bi vào nắp.
Cả hai nắp đ−ợc làm sạch và đ−ợc lắp ca bi ngoài. Khi lắp ca bi ngoài với chế độ lắp ghép trung gian, đ−ờng kính ngoài ca bi đ−ợc bôi lớp mỡ mỏng, dùng búa gỗ vỗ nhẹ đều là đẩy đ−ợc ca bi vào đến gờ nắp.
Lắp ráp cụm giá than lên nắp.
Nắp sau đ−ợc lắp thêm cụm giá than. Sau khi bắt các chi tiết của cụm giá than vào nắp phải tiến hành kiểm tra và điều chỉnh để khoảng cách của hộp than cách đều tâm, từ đáy hộp đến đ−ờng kính cổ góp ≈ 5 mm . Các viên than phải tr−ợt đ−ợc nhẹ nhàng nh−ng không rơ trong hộp than. Các kích th−ớc viên than có thể đ−ợc chỉnh sửa nhỏ đi bằng cách mài lên giấy ráp mịn. Bề mặt viên than đ−ợc gia công sơ bộ theo đ−ờng kính của cổ góp đã chế tạo.
Tiến hành kiểm tra toạ độ của viên than so với cổ góp theo bản vẽ thiết kế để khẳng định các viên than đã nằm đúng vị trí làm việc. Nếu có sự lệch toạ độ giữa các viên than và cổ góp thì có thể điều chỉnh lại kích th−ớc của thanh giá hộp than.
Nâng than ra ngoài hộp than, buộc các viên than cố định trên thanh giá để không v−ớng khi lắp ráp phần ứng. Đấu dây từ giá than ra thân.
Lắp hai nắp vào trục
Khi lắp nắp, trục đ−ợc để trên giá, dùng cẩu móc vào vị trí móc đ−ợc chế tạo trên nắp, từ từ đ−a nắp đã lắp ca bi ngoài và giá than vào trục. Nhẹ nhàng điều chỉnh và đẩy nắp vào để ca bi ngoài vào ca bi trong lồng khít vào nhau.
Bôi mỡ vào ổ bi: ổ bi đ−ợc bôi trơn bằng các loại mỡ chuyên dùng đ−ợc nhà chế tạo ổ bi chỉ định. L−ợng mỡ trong ổ bi không đ−ợc quá nhiều vì với độ đặc quánh của mỡ khi quay viên bi sẽ ma sát, khuấy mỡ làm phát nhiệt ổ bi quá nhiệt độ cho phép. L−ợng mỡ quá ít cũng làm tăng ma sát của ổ bi sau một thời gian làm việc. L−ợng mỡ hợp lý tra cho ổ bi chiếm 2/3 diện tích ổ bi.
Đẩy nắp mỡ ngoài xiết chặt các bulông. Kiểm tra lắp ráp cụm bi bằng cách quay nhẹ nắp. Lắp ráp đạt yêu cầu khi đẩy nắp không rơ lỏng và quay nhẹ nhàng trên trục, không có tiếng bi kêu.
c. Lắp các cực từ vào thân
Các lõi tôn cực từ, các cuộn dây cực từ, các tấm ốp, các tấm cách điện đ−ợc lau chùi sạch bụi bẩn tr−ớc khi lắp ráp. Các cực đ−ợc lắp vào thân phải có khoảng cách
đồng đều từ mặt cực đến tâm trục. Các cuộn dây cực từ đ−ợc bắt giữ phải đảm bảo không rơ, không lỏng.
B−ớc đầu tiến hành lắp thứ tự các chi tiết lên cực theo bản vẽ thiết kế “Bản lắp cực từ chính trên thân”, “ Bản lắp cực từ phụ trên thân”.
Kiểm tra kích th−ớc chiều cao, kích th−ớc rơ ngang, rơ dọc của cuộn dây cực. Có thể điều chỉnh kích th−ớc các tấm ốp, tấm ép, tấm lót…để bảo đảm khi lắp vào thân các cuộn dây cực từ sẽ nằm cố định trên cực. Kiểm tra chiều lồng cuộn dây cực để đúng vị trí đấu dây đã quy định.
Sau khi bắt các cụm cực vào các nửa thân phải kiểm tra khoảng cách từ tâm đến các cực, đảm bảo khi xiết chặt các gudông cực chính và bulông cực phụ thì khoảng cách từ tâm đến các mặt cực phải đồng đều nhau và bằng khe hở không khí quy định của sản phẩm. Khi khoảng cách không đồng đều phải tiến hành sửa lõi cực, sửa thân hoặc lót căn chỉnh lõi cực. Tiến hành bắt các dây đấu cực từ với nhau và đấu dây ra.
d. Đặt phần ứng đ∙ lắp các nắp vào thân Lắp ráp với nửa thân d−ới
Dùng cẩu đ−a cả cụm phần ứng đã lắp nắp vào nửa thân d−ới đã lắp các cực từ, điều chỉnh để gờ nắp đ−ợc lắp trúng vào gờ trên thân. Đóng các chốt định vị φ10 vào phía d−ới của hai nắp.
Tiến hành kiểm tra khe hở không khí giữa phần ứng và cực từ chính, cực từ phụ, kiểm tra độ đồng tâm của các cực từ với lõi tôn phần ứng, kiểm tra vị trí của các hộp than với chiều dài làm việc của cổ góp.
Lắp ráp nửa thân trên
Dùng cẩu đ−a nửa thân trên (đã lắp các cực từ) ghép vào nửa thân d−ới, bề mặt gờ thân phải trùng khít với nhau. Dùng 4 cặp bulông, đai ốc, vòng đệm, vòng hãm M22 để bắt chặt 2 nửa thân với nhau. Tiến hành kiểm tra kích th−ớc khe hở không khí, độ đồng tâm của lõi tôn phần ứng và lõi tôn cực từ, và kiểm tra độ quay trơn của trục sau khi lắp ráp.
e. Lắp và rà than. Lắp các viên than
Nâng các mỏ cò và lắp toàn bộ các viên than vào vị trí hộp than. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Rà than
Bề mặt làm việc giữa viên than và cổ góp phải ôm khít vào nhau. Để đạt đ−ợc việc tiếp xúc tốt ngoài lực tỳ đủ và đều lên viên than còn phụ thuộc vào việc gia công bề mặt viên than. Viên than đ−ợc sử dụng cho máy điện một chiều đ−ợc lựa chọn theo tốc
độ dài của cổ góp và công suất của máy điện một chiều. Dòng điện đảo chiều sẽ đi qua bề mặt tiếp xúc giữa viên than và cổ góp. Nếu bề mặt tiếp xúc kém có nghĩa là chỉ có một phần diện tích bề mặt viên than tỳ đ−ợc vào cổ góp, khi đó diện tích dẫn dòng nhỏ sẽ dẫn đến mật độ dòng điện lớn làm nóng viên than và cổ góp, gây ra tia lửa trên cổ góp, than mòn nhanh. Bụi than, nhiệt độ, tia lửa điện có thể làm hỏng cổ góp, gây sự cố cho máy.
Bề mặt tiếp xúc giữa viên than và cổ góp có thể bị giảm do nhiều nguyên nhân, trong đó có các nguyên nhân không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật khi rà than (mài than theo cổ góp). Sau đây là các tr−ờng hợp có thể xảy ra sau khi rà than:
- Viên than đ−ợc rà tốt sẽ tiếp xúc đ−ợc hầu hết các điểm trên cả bề mặt viên than, chiếm trên 75% bề mặt (hình 36a);
Hình 36a. Tiếp xúc viên than-cổ góp
- Viên than đ−ợc rà sai bán kính (D/2) chỉ tiếp xúc 1 phần bề mặt viên than (hình 36b);
Hình 36b. Viên than rà sai góc Hình 36c. Bề mặt viên tham không phẳng
1. Hộp than 2. Viên than 3. Cổ góp
- Viên than rà không đạt độ bóng, không đạt độ phẳng chỉ tiếp xúc ở các điểm cao trên bề mặt viên than (hình 36c).
Yêu cầu kỹ thuật để rà viên than
Viên than có bề mặt tiếp xúc đạt yêu cầu kỹ thuật khi rà đúng bán kính và đạt độ bóng cao. Thực hiện quy trình rà than nh− sau:
Rà sơ bộ viên than theo đ−ờng kính D tr−ớc khi lắp vào giá than.
Rà tĩnh: Viên than đ−ợc lắp vào hộp than, quay trục (quay bằng tay) sau đó rút viên than ra khỏi hộp than để quan sát bề mặt. Những chỗ tiếp xúc với cổ góp đ−ợc mài bóng là những chỗ cao hơn các chỗ khác ta phải dùng giấy ráp mài cho hết chỗ bóng. Viên than tiếp tục đ−ợc lắp vào hộp để tiếp tục rà. Quá trình quay trục, nhấc than ra, mài sạch chỗ cao (chỗ tiếp xúc với cổ góp), lắp than vào hộp, quá trình rà tĩnh đ−ợc lặp đi lặp lại cho đến khi diện tích tiếp xúc chiếm > 75% diện tích bề mặt. Để rút ngắn thời gian phải tiến hành đồng thời rà tất cả các viên than sau mỗi lần quay. Đối với động cơ hai nửa thân sau khi lắp nắp vào phần ứng là có thể tiến hành rà than.
Rà động: Rà động đ−ợc thực hiện sau khi động cơ chạy không tải và có tải. Sau khi động cơ làm việc một thời gian (khoảng 30 phút) các viên than đ−ợc rút ra kiểm tra, nếu diện tích tiếp xúc kém (nhỏ hơn 75% diện tích bề mặt) thì phải tiến hành rà lại từ khâu rà tĩnh.
f. Lắp ráp các chi tiết nắp che.
- Các b−ớc cuối cùng là đ−a dây đấu bắt ra ngoài thân - Lắp ráp quạt gió và các nắp che trên thân.
3.6 Xây dựng bộ quy trình công nghệ chế tạo máy điện một chiều chiều
Trong sản xuất, khi chế tạo các chi tiết đều phải thực hiện các b−ớc nguyên công theo quy trình công nghệ nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đ−ợc đề ra. Quy trình công nghệ liên quan đến chế tạo chi tiết có các nội dung chính nh− sau:
- Nêu tên các thiết bị, khuôn gá, dụng cụ, đồ nghề, ph−ơng tiện đo các trang thiết bị an toàn liên quan đến các b−ớc nguyên công;